본 연구는 의료살균기술의 하나인 전극을 이용한 전기 충격 살균법을 순환식 수경재배의 배양액 재순환을 위한 배액 살균기술로 활용하고, 배액의 전기살균소독시스템을 구축하고자 할 때, 살균소독 효과가 높으며, 친환경적이고 경제적인 배양액 살균소독기술의 개발 및 전기살균소독시스템에서 사용될 전극의 최적 조건을 구명하고 전기소독의 가능성을 확인하기 위해 수행되었다. 전기살 균소독시스템 구축 시 적정 전극소재 구명을 위해 금속 전도체의 특성 조사 및 전기실험을 실시하여 배액의 pH 와 EC변화유무와 침전물 발생여부 및 배액의 원소변화 유무를 분석하였다. 새로이 개발된 전기살균소독시스템 구축 시 가장 적합한 금속 전도체 전극소재로는 전기전도도가 높고, 저항이 적으며, 소재의 수급이 용이하고, 가격이 저렴한 스테인리스 스틸임을 확인하였으며. 또한 스테인리스 스틸을 전극으로 사용하였을 때, 전기를 공급하기 전과 24V 이내의 전기를 공급한 후의 배양액내 원소변화는 거의 없는 것으로 분석되었다. 전극의 두께 보다는 넓이가 증가함에 따라 전류의 양이 증가하였으며 전극의 거리가 멀수록 목표 전류량에 도달하는 시간이 증가하였다. 적합한 전류량에 따른 주요 병원균의 살균 력을 조사한 결과 대표적 세균병인 풋마름병의 원인균인 Ralstonia solanacearum가 전류 15V-3A 170초에서 97% 가 사멸되는 것을 확인하였으며 곰팡이병인 Fusarium oxysporum은 24V-10A에서 98%의 살균력을 보였다.

본 실험은 광파장 선택형 차광제와 이류체 포그시스템을 이용하여 고온기 시설내 고온과 건조문제를 해소할 수 있는 적정 냉각법을 구명하기 위하여 수행되었다. 실험처리는 차광제와 이류체 포그시스템을 설치하지 않은 대조구(Non), 이류체 포그시스템만 설치하여 작동한 처리(Fog), 차광제만 도포한 처리(Coat), 외부에 차광제를 도포하고 내부에 이류체 포그시스템을 작동한 처리 (F&C) 등이었다. 유입 일사량(열량)은 Non, Fog, Coat, F&C 순으로 많았다. 시설내 기온을 낮추는 방법으로는 이류체 포그시스템이 더 효과적이었다. 또한 이류체 포그시스템을 처리하면 상대습도도 적절히 조절할 수 있었다. 작물의 품온은 다른 처리구에 비해 대조구에서 약 6oC 이상 높았다. 연구결과, 고온기 시설내 광, 온도, 상 대습도 환경조절에 가장 효과적인 방법은 이류체 포그시 스템과 차광제 도포를 함께 하는 것이나, 효과 및 경제 성을 함께 고려한다면 이류체 포그시스템을 활용하는 것이 가장 좋은 것으로 판단된다. 그러나 단동하우스의 경우에는 구조적 제약으로 이류체 포그시스템의 설치보다 광선 선택형 차광제를 도포하는 것이 더 좋은 방법으로 사료된다.

교량단면 등에 이용되는 날카로운 모서리를 갖는 형상 주위의 유동은 기존의 전산 유체 해석에 있어서 격자 생성이나 수치적 안정성 측면에서 매우 어려운 문제를 제기한다. 최근 많이 적용되고 있는 직교격자 기반의 가상경계법도 물체면에서 점착조건을 위해 운동량 보정을 물체 내부에 적용하는 외삽법을 이용하는데, 삼각형 단면과 같은 날카로운 모서리를 갖는 형상 주위 유동 해석에 있어 수치적 불안정성을 나타낸다. 이에 본 논문에서는 보정량이 유체 내에 작용하는 내삽법을 날카로운 모서리 형상 주위의 유동해석에 적용하였다. 개발된 방법을 이용하여 정삼각형 단면 주위의 비정상, 비압축성의 2차원 층류 유동을 해석하였으며, Re=100~250의 유동에 대해 기존의 연구 결과와 비교를 통해 검증하였다. Re가 250의 유동장에 대해 다양한 변장비의 이등변삼각형 형상 주위의 해석 결과 변장비 증가에 따른 항력감소와 양력 변동량의 증가를 나타내었으며, 특히 풍상측이 수직인 경우 변장비 증가는 박리 유동의 재부착과 장주기의 와흘림으로 인한 저주파 대진폭의 양력 변동이 나타남을 알 수 있다.

최근 수치해석 연구에 의하면 회전하는 원기둥 후류에서 비정상유동의 특이한 변화가 예측되었다. Re가 40보다 큰 흐름 속에서 원기둥이 회전하면 먼저 일반적인 칼만 와흘림이 발생하고 회전속도가 일정 속도에 이르면 와흘림이 억제되어 준정상 상태가 나타난다. 회전속도를 더 증가 시키면 상대적으로 장주기의 2차 와흘림이 나타나는데 이때 저항의 감소와 평균 양력의 증가가 수반된다. 그러나 일정 회전속도에서 예측되는 저항의 갑작스러운 변화에 대해서는 아직 상세하게 분석된 바가 없다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용하여 레이놀즈수가 60과 100일 때 실린더의 회전속도비를 0<α<6까지 변화시키며 회전하는 실린더 주위의 유동해석을 수행하였다. 본 연구 결과 Re=60일 경우 1차 천이영역은 α=1.4일 때 발생하였고 2차 와흘림은 5.2<α<5.4일 때 형성되었다. Re=100일 경우 1차 천이영역은 α=2.0일 때 발생하였고, 2차 와흘림은 4.8<α<5.0일 때 형성되었다. 그러나 갑작스런 저항의 변화는 나타나지 않음으로써 이에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

본 논문에서는 5개국의 하중 기준을 이용한 지형학적 풍속 영향 계수에 대한 분석을 과 한반도 기복 지형에 대한 적용을 다루었다. 미국(ASCE 7-05), 호주/뉴질랜드(AS/NZS 1170.2:2002), 유럽 (EUROCODE 2004), 일본 (AIJ 2004), 한국(KBC 2005)의 풍하중 기준을 비교하였으며, 풍속 영향 효과를 결정하는 조건들을 본 연구에서 조사하였다. ASCE 7-05 하중기준을 제외한 하중기준은 풍상측 장애물에 대한 고려사항이 없어, 다른 각국 하중기준에 미국 하중기준의 풍상측 장애물 고려 사항을 접목한 방법을 채용하였으며, 본 논문에서는 이 방법을 혼합적 매개변수법 (MPM)으로 명명하였으며, 기복 지형에 의한 풍속 영향 효과를 보이기 위해서 본래의 하중기준과 MPM을 결합한 하중기준 간의 지형할증계수를 비교하였다. 풍상측 지형의 기울기와 각국 하중기준의 서로 다른 매개변수 값의 영향이 반영된 지형할증계수을 도출하였으다.

자동반송 시스템인 천장용 호이스트 이송장치는 천장을 반송공간으로 반도체 웨이퍼를 운반하는 장치이며, 분진이나 소음 및 진동에 대단히 민감하다. 구동부와 레일의 접촉에 의해서 발생되는 마찰, 분진 소음 등의 문제를 최소화시키고 구동부와 이재부의 자중에 따른 구조물 자체의 안정성 검토를 수행하기 위해서 레일의 구조해석 및 최적설계가 필요하다. 본 연구에서는 구동부의 자중에 의한 레일의 기울기를 관심영역으로 설정하고, 변위 및 기울기를 최소화시키기 위해서 위상최적화, 근사 최적화 기법을 도입하여 최적화를 수행하였다. 구조해석은 ANSYS를 이용하였고, 3D 모델링은 Pro/Engineer를 이용하였다. 최적화 알고리즘은 수렴성이 높은 순차 이차 계획법인 PLBA(Pshenichny-Lim-Belegundu-Arora) 알고리즘을 사용하였다.

최근 들어 교량 구조물의 장대화 경향에 따라 국내에서도 장대교량의 건설이 진행 되고 있고, 컴퓨터의 발달과 계산 기술의 향상에 힘입어 고비용의 풍동실험을 대신 할 수 있는 전산유체역학의 다양한 수치 해석적 기법의 적용이 증가하고 있다. 그에 따라 경계조건에 대한 정확한 입력뿐만 아니라 정확한 모델링 또한 전산유체역학의 중요한 위치를 차지하게 된다. 하지만 자원의 한계로 경제적이면서 보다 정확한 효율적인 모델링 기법이 연구되고 있다. 효율적인 모델링 기법 중 가상경계법을 들 수 있는데, 기존의 가상경계법은 물체 형상의 외곽형상이 부드러운 경우 외삽법에 의한 운동량 가중방법으로 연구가 진행되어 왔다. 그러나 교량 단면과 같이 날카로운 모서리를 갖거나 물체면을 이루는 면이 예각을 이루는 경우 보정점의 선별과 보간 방법에 따라 수치해석이 발산하는 문제점 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 가상경계법에 의해 날카로운 물체 주위 유동 해석 기법 개발을 위하여 내삽법에 의한 운동량 보정 기법을 개발하고 삼각형 단면 주위의 유동 해석에 적용하여 변장비 변화가 공기력 계수에 미치는 영향을 분석하였다.